JP2008191078A - Ｐｓｄ素子の検出値の補正方法およびこれを用いるレール変位量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＰＳＤ対応にＰＳＤの検出値の補正することにより位置検出精度を向上させることができるＰＳＤの検出値の補正方法を提供することにある。
【解決手段】
この発明は、実際に用いているＰＳＤについて二次関数の各係数Ａ，Ｂ，Ｃの値を得ておき、実際に用いているＰＳＤでレール（測定対象）を測定して検出値ｙaを得て、前記の一次式の係数ａ，ｂからレール変位量ｘを求め、さにらこのｘからΔＹ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃを求めて検出値ｙaをΔＹで補正して補正した検出値ｙｂを得るものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ＰＳＤ素子の検出値の補正方法およびこれを用いるレール変位量測定装置に関し、詳しくは、軌道検測車に搭載され、レールの左右の変位量をＰＳＤ素子（位置検出素子）を用いて測定する場合において、ＰＳＤ素子（以下ＰＳＤ）対応にＰＳＤの検出値を補正することによりレール変位量の測定精度を向上させることができるレール変位量測定装置に関する。

ＰＳＤは、レールからの反射光を受光した位置に応じてその両端から得られるピークを持つ２つの検出信号の発生タイミングがずれるので、レール変位量測定装置は、２つの検出信号の発生タイミングを電圧値あるいは電流値として得てその比により受光位置を算出して、その受光位置からレールの変位量を算出している。
このＰＳＤを用いてレールの左右の変位量を測定する装置としては出願人によるレール変位量測定装置がすでに公知である（特許文献１）。
特開平６−４２９１７号公報

ＰＳＤは、フォトダイオードの表面抵抗を利用した素子であり、その受光位置と両端から得られるピークを持つ２つの検出信号の発生タイミングとは必ずしも１：１に対応するものではない。そのため、実際の受光位置と検出信号から算出される位置との間での補正が必要になる。
単純な補正として、従来、ＰＳＤの受光位置に対して補正値テーブルを設けることが行われているが、受光位置の分解能を高くすると、その分、補正値テーブルの容量が大きくなり、かつ、補正処理に時間がかかる問題がある。そこで、ある程度の範囲を直線近似あるいは折れ線近似で補正する近似方式が採られている。しかし、レール変位量の測定仕様として±４０ｍｍ以下で誤差を±０．５ｍｍ以内に納めるとなると、現在のところ軌道検測車を走行させた状態でのレール変位量測定は難しいところである。
一方、前記のような仕様の要請に応えるために、ＰＳＤ以外のＣＣＤ等を用いるレーザ測長装置などにすると軌道検測車上に搭載する装置としては大型化しかつ高価にならざるを得ない。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであり、ＰＳＤ対応にＰＳＤの検出値の補正することにより位置検出精度を向上させることができるＰＳＤの検出値の補正方法を提供することにある。
この発明の他の目的は、ＰＳＤ対応にＰＳＤの検出値の補正することによりレール変位量の測定精度を向上させることができるレール変位量測定装置を提供することにある。

この発明は、上記の目的を達成するＰＳＤの検出値の補正方法およびレールの変位量測定装置であって、その特徴は、誤差のない論理的なＰＳＤの検出値ｙとレールの変位量ｘとの間に成立する関数を一次関数式ｙ＝ｋｘ（ただし、ｋは係数）として原点を通る直線に対応させ、実際に用いているＰＳＤの検出値ｙaとレールの変位量ｘとの間に成立する一次関数に対応する関数をｙa＝ａｘ＋ｂとして、
既知のレールの変位量ｘに対する実測値ｙａとの関係から前記一次関数の各係数ａ，ｂを求め、さらに少なくとも３点のレール変位量ｘに対する検出値ｙａとｙ＝ｋｘとからこれらの間の誤差ΔＹ（＝ｙ−ｙa）を二次関数ΔＹ＝ Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃとして既知のレールの変位量ｘに対する実測値ｙａとの関係からこの二次関数の各係数Ａ，Ｂ，Ｃを求めて、
測定時におけるＰＳＤの検出値ｙaからｙa＝ａｘ＋ｂの式に従うレール変位量ｘを求め、さらにこのレール変位量ｘから論理的な検出値ｙとＰＳＤの検出値ｙaとの誤差ΔＹをΔＹ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃにより得てＰＳＤの検出値ｙaをｙa＋ΔＹに補正するものである。

この発明は、誤差のない論理的なＰＳＤの検出値ｙと実際の個々のＰＳＤの検出値ｙａとの間の誤差が個々のＰＳＤでその検出値ｙａから算出されるレール変位量ｘに対して二次関数で近似できることを発明者等が発見したことによるものである。
そこで、この発明にあっては、実際に用いているＰＳＤについて二次関数の各係数Ａ，Ｂ，Ｃの値を得ておき、実際に用いているＰＳＤでレール（測定対象）を測定して検出値ｙaを得て、前記の一次式の係数ａ，ｂからレール変位量ｘを求め、さらにこのｘからΔＹ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃを求めて検出値ｙaをΔＹで補正して補正した検出値ｙｂを得るものである。
これにより、誤差のない論理的な検出値ｙに近い検出値ｙｂを得て、実際の測定値としてのレール変位量ｘを誤差のない論理的な一次関数式ｙ＝ｋｘに従って算出することができる。
このように一次関数ｙa＝ａｘ＋ｂから得られるレール変位量ｘから二次関数ΔＹ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃで検出値ｙａをさらに誤差補正することで、検出値ｙａを補正して得た検出値ｙｂは、ＰＳＤの受光位置とは直線的な関係で１： １に近い対応関係となるので、位置検出精度を向上させることができる。
その結果、ＰＳＤの検出精度を向上させることができ、レール変位量測定装置のレール変位量の測定精度を向上させることができる。

図１は、この発明を適用した一実施例のレール変位量測定装置における一次関数，二次関数の各係数を取得するレール変位量測定装置による変位量測定の説明図、図２は、レール変位検出器の内部構成のブロック図、そして図３は、レール変位量測定装置におけるＰＳＤ検出値の補正の仕方について説明図である。
図１において、１０は、軌道検測車に搭載されるレール変位量測定装置であって、軌道検測車の搭載状態と同じ条件で一次関数，二次関数の各係数の測定装置４に設置されている。
すなわち、レール変位量測定装置１０は、所定の長さの測定レール１に対して斜め上方に投光器５と受光器６とを有する光学測定部７とレール変位検出部８、そしてデータ処理・制御装置９を有し、一次関数，二次関数の各係数の測定装置４の測定レール１を測定する関係に配置されている。この測定レール１とレール変位量測定装置１０との関係は、軌道検測車における走行レールとの位置関係に一致している。
光学測定部７は、投光器５から帯状のレーザパルス光Ｌを測定レール１に直行する方向に照射し、その反射光Ｒを受光器６に設けられたＰＳＤ６３で受けて反射光ＲのＰＳＤ６３上の受光位置に応じた２つの検出信号を得てレール変位量（レール移動量）ｘに対応する検出値を発生する。

所定の長さの測定レール１は、各係数の測定装置４の移動台２上に載置され、移動台２は、ボール・スクリュウ移動機構３により５ｍｍ間隔で±４０ｍｍ（＝８０ｍｍ）程度移動する。４ａは、ボールスクリュウ移動機構３のスクリュウ軸に結合したステッピングモータであり、駆動回路４ｂにより駆動される。駆動回路４ｂはデータ処理・制御装置９により制御される。その結果、レール１は、５ｍｍ単位でステップ移動する。
５は投光器であって、投光器５のレーザ光源５２には強力な、例えば数百〜千数百Ｗで極めて短い時間幅のレーザパルスを発生するＬＤを使用し、これをレール変位検出部８のパルス駆動回路により励起する。このパルス駆動回路は、図２（ａ）に示すレール変位検出部８の投光回路部に設けられたパルスジェネレータ回路８１とドライバ回路８２により構成される。
レーザ光源５２からのレーザは、投光レンズ５３を通してシリンドリカルレンズ５４により光帯とされ、測定レールに対して所定の角度で投光される。
なお、ここでは、測定レールは、初期位置に設定され、前後±４０ｍｍ移動させるものとする。

６は、受光器であって、受光器６は、レーザの波長を受けるミラー６１と、集束レンズ６２およびＰＳＤ６３とにより構成される。
レールにより反射されたレーザは、ミラー６１により受光方向に反射され、集束レンズ６２により測定レールの変位に対応したＰＳＤ６３の受光位置に結像される。
ＰＳＤ６３の２端子Ａ，Ｂ（図２（ａ），（ｂ）参照）からの検出信号は、レール変位検出部８の受光回路に送出される。受光回路は、図２（ａ）に示すように、ＰＳＤ６３の２端子Ａ，Ｂにそれぞれ接続されたプリアンプ６４ａ，６４ｂ、サンプルホールド回路６５ａ，６５ｂと、サンプルホールド回路６５ａ，６５ｂの出力をＡ／Ｄ変換する１６ビットＡ／Ｄ変換回路６６、そしてＡ／Ｄ変換されたデータをデータ処理・制御装置９に送信する光ファイバモジュール送信回路６７とからなる。
なお、符号に付加したａ，ｂはそれぞれ図２（ｂ）に示すＰＳＤ６３の２端子Ａ，Ｂに対応して設けられている回路である。Ａ／Ｄ変換回路６７は、ＰＳＤ６３の２端子Ａ，Ｂからの受光信号を時分割で交互にデジタル値に変換してデータ処理・制御装置９に送出する。
レール変位検出部８の投光回路と受光回路は、それぞれデータ処理・制御装置９に接続されて制御される。
なお、レール変位検出部８は、光学測定部７の内部に設けられていてもよい。また、ミラー６１の手前にはレーザの波長を透過させるノイズ除去用の透過フィルタが設けられてもよい。

図１に示すデータ処理・制御装置９は、ＭＰＵ９１とメモリ９２、インタフェース９３、ディスプレイ９４、キーボード９５、そしてこれらを接続するバス９６等とを有している。Ａ／Ｄ変換回路６７からの信号をインタフェース９３を介して受けてメモリ９２の所定の領域に記憶する。なお、９７は、ＨＤＤ等の外部記憶装置である。
メモリ９２には、受光位置算出プログラム９２ａと、レール移動測定プログラム９２ｂ、ＰＳＤ一次関数算出プログラム９２ｃ、ＰＳＤ二次関数算出プログラム９２ｄ、レール変位量算出プログラム９２ｅ、そして補正検出値算出プログラム９２ｆ等が格納され、パラメータ領域９２ｇ、作業領域９２ｈとが設けられている。

受光位置算出プログラム９２ｂは、これがコールされたときにＭＰＵ９１に実行され、ＰＳＤ６３上の受光位置に対応する検出値を次の式から算出する。
ｙａ＝(ＶA−ＶB)／(ＶA＋ＶB)
ただし、ｙａは、端子Ａからの距離、ＶAは、端子Ａから得られるピーク電圧値、ＶBは、端子Ｂから得られるピーク電圧値である（図２（ｂ）参照）。なお、ＰＳＤ６３の２端子Ａ，Ｂから電流値が得られるものでは、ＶA，ＶBはそれぞれ電流値ＩA，ＩBに置き換わる。なお、以下では電圧値で説明する。
ここで、移動台２上の測定レールの初期位置は、ｙａ＝０の位置でＶA＝ＶBとなるＰＳＤ６３の中央位置に来るように位置設定されているが、実際には、ＶA＝ＶBとはならない。この測定レールの初期位置に対応するＰＳＤ６３の受光位置を基準位置として端子Ｂ側方向を−側（測定レールが内側に変位）とし、中央位置から端子Ａ側方向を＋側（測定レールが外側に変位）としてＰＳＤ６３上の受光位置ｙａを検出（算出）する。
ＭＰＵ９１は、さらに、以上の測定を複数回繰り返し、順次記憶されたレール変位の各測定位置についてレール移動位置が同一の位置における複数個の測定値の平均値を算出して、各位置に対応する平均値多数、例えば、１６個を得て作業領域９２ｈへ記憶した後にコール元のメインプログラムにリターンする。

レール移動測定プログラム９２ｂは、キーボード９５におけるＰＳＤ特性測定の機能キー入力に応じてコールされてＭＰＵ９１により実行される。これをＭＰＵ９１が実行して、ＭＰＵ９１は、レール変位検出部８のパルス駆動回路（パルスジェネレータ回路８１とドライバ回路８２）を駆動してレール変位検出部８の受光回路からＰＳＤ６３の２端子Ａ，Ｂからの検出信号ＶA，ＶBをデジタル値で得て、受光位置算出プログラム９２ａをコールして受光位置算出ごとに５ｍｍ間隔で＋４０ｍｍまで測定レールを移動して検出値ｙａを測定して算出し、次に初期位置に戻り、−５ｍｍ間隔で−３５ｍｍまで測定レールを移動して検出値ｙａ測定して合計１６個の各算出値をメモリ９２の作業領域９２ｈへレール移動位置に対応するように順次記憶する。そしてＰＳＤ一次関数算出プログラム９２ｃをコールする。

ＰＳＤ一次関数算出プログラム９２ｃは、コールされてＭＰＵ９１に実行される。ＭＰＵ９１は、これを実行して、図３（ｂ）に示す特性グラフとして示す一次直線ｙａ＝ａｘ＋ｂを算出する。
ＰＳＤ６３上の受光位置ｙａは、レール移動量をＸとすると、誤差がない場合には、これらは一対一に対応して図３（ａ）に示すような、ｙ＝ｋ・ｘの直線状に載るはずである。なお、縦軸は、ＶA＝ＶBとなるＰＳＤ６３の中央位置を原点として受光位置ｙａを１ｍｍを１０００として１０００倍率で表している。
横軸は、測定レールの移動量Ｘ［ｍｍ］である。なお、ｙ＝ｋ・ｘの傾きｋは、誤差のない論理的なＰＳＤの検出値ｙと前記レールの変位量ｘとの間に成立する関数を原点を通る直線関係で対応させたもので、前記の１０００倍を加えた係数である。これは、実際に複数個あるいは多数のレール変位量測定装置に使用される同一製品のＰＳＤを測定して理想直線を描くことで得られる。パラメータ領域９２ｇにｋはあらかじめ記憶されている。
しかし、実際に検測車に搭載されたレール変位量測定装置の搭載された個別のＰＳＤ６３の実測データの受光位置ｙａと測定レールの移動量Ｘ（レール変位量ｘに対応）との関係は、図３（ｂ）に示す特性グラフＡのように、理想的なものではない。
そこで、ＰＳＤ６３から受光位置ｙａと測定レールの移動量Ｘとを得て、これが直線上に乗るものとして関数をｙ＝ａｘ＋ｂとして傾きａとｙ軸上の切片ｂとを求める。
その直線は、例えば、ｘ＝３０ｍｍのときのｙａの値とｘ＝−３０ｍｍのときのｙａの値の２点から算出できる。
例えば、ｘ＝３０ｍｍのときのｙａは、ｙａ＝４．５、ｘ＝−３０ｍｍのときのｙａは、ｙａ＝−２．８であったとする。ｙａは、前記したように１０００倍して関数式を求めるので、
４５００＝ａ×３０＋ｂ …(1)
−２８００＝ａ×−３０＋ｂ …(2)
の２式を解くと、傾きａ＝７３０／６，切片ｂ＝８５０となる。
ＭＰＵ９１は、ＰＳＤ一次関数算出プログラム９２ｃを実行して算出した傾きａ＝７３０／６と切片ｂ＝８５０とを作業領域９２ｈに記憶し、ＰＳＤ二次関数算出プログラム９２ｄをコールする。

ＰＳＤ二次関数算出プログラム９２ｄはコールされてＭＰＵ９１に実行される。ＭＰＵ９１は、これを実行して、図３（ｃ）に示す特性グラフＢとして示す二次曲線を算出する。この二次曲線は、パラメータ領域９２ｇからｋを読み出して図３（ａ）に示すｙ＝ｋ・ｘにより、ｘ＝３０ｍｍのときのｙａの値ｙａ1とｘ＝−３０ｍｍのときのｙａ2の値を算出し、さらに、傾きａ＝７３０／６，切片ｂ＝８５０を作業領域９２ｈから読出してｙ＝ａｘ＋ｂの関数からｘ＝３０ｍｍのときのｙａの値ｙａ3とｘ＝−３０ｍｍのときのｙａの値ｙａ4とを算出する。
なお、ＰＳＤ一次関数算出プログラム９２ｃの実行時に、ｘ＝３０ｍｍのときのｙａの値とｘ＝−３０ｍｍのときのｙａの値の２点の１０００倍値を作業領域９２ｈに記憶しておけば、ｙ＝ａｘ＋ｂの算出をする必要はない。したがって、レール移動量の値を同じ２点とすれば、一次関数の算出は不要である。
次に、ＭＰＵ９１は、ｘ＝３０ｍｍ，ｘ＝−３０ｍｍのときの差値ΔＹ＝ｙ−ｙａを算出する。このΔＹは、誤差のない論理的なＰＳＤの検出値ｙと実際のＰＳＤの検出値ｙａとの誤差に相当する。この発明では、この誤差を二次曲線近似をして算出する。
ΔＹ1＝ｙａ3−ｙａ1 …（3）
ΔＹ2＝ｙａ4−ｙａ2 …（4）
補正関数を図（ｃ）に示す二次曲線関数ΔＹ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃとして、Ｙ＝０のときの係数Ｃをまず求め、さらにこの式にｘ＝３０ｍｍ，ｙａ＝ΔＹ1，ｘ＝−３０ｍｍ，ｙａ＝ΔＹ2からこの式における係数Ａ，Ｂを得る。
次に、以上により得られた一次関数の係数ａ，ｂと二次関数の係数Ａ，Ｂ，Ｃとをそれぞれメモリ９２のパラメータ領域９２ｇに記憶する。

以上のようにして一次関数の係数ａ，ｂと二次関数の係数Ａ，Ｂ，Ｃを得た後にレール変位量測定装置１０は、軌道検測車に搭載される。このとき、測定レール１ａは、軌道検測車の走行レールに変わっている。この状態で、レール変位量測定装置１０によるレール変位量の実測が行われる。
レール変位量測定装置１０を搭載した軌道検測車の走行状態において、レール変位量算出プログラム９２ｅは、キーボード９５における測定開始の機能キー入力があったときに、軌道検測車の車輪の回転に応じて発生する距離パルスを受けてコールされて、ＭＰＵ９１により実行される。これをＭＰＵ９１が実行して、ＭＰＵ９１は、受光位置算出プログラム１２ｂをコールして実行して受光位置の算出値を検出信号ｙａとして得る。このときの検出信号ｙａは、軌道検測車の走行状態における実際のレールの変位に対応して検出される検出信号である。
さらに、メモリ９２のパラメータ領域９２ｇに記憶された一次関数の係数ａ，ｂを読出してこれに基づいて検出値ｙａから前記関数ｙa＝ａｘ＋ｂに基づいてｘを求める。次にメモリ９２のパラメータ領域９２ｇに記憶された二次関数の係数Ａ，Ｂ，Ｃを読出してこれに基づいて誤差ΔＹ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃを算出して実際のＰＳＤの検出値ｙａに誤差ΔＹ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃを加えて補正し、これにｙａを加えて、誤差のない論理的なＰＳＤの検出値ｙに近い補正検出値ｙｂを得る。あるいはｙｂ＝ｙａ＋Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃにより補正検出値ｙｂ得る。算出された補正検出値ｙｂから最後にｙｂ＝ｋｘに基づいて実際の測定されるレール変位量ｘをレール変位量として算出する。
その結果、距離パルスに応じてレール変位量ｘが算出され、現在の走行位置に応じてレール変位量ｘがＨＤＤ９７の所定の領域に記録される。

以上説明してきたが、実施例では、ｙａ＝(ＶA−ＶB)／(ＶA＋ＶB)によりＰＳＤ６３の検出値を得ているが、検出値ｙａは、ＰＳＤ６３の両端子から各電流値を得て各電流値比率として得てもよい。

図１は、この発明を適用した一実施例のレール変位量測定装置における一次関数，二次関数の各係数を取得するレール変位量測定装置による変位量測定の説明図である。 図２は、レール変位検出器の内部構成のブロック図である。 図３は、レール変位量測定装置におけるＰＳＤ検出値の補正の仕方について説明図である。

符号の説明

１…測定レール、２…移動台、
３…ボールスクリュウ移動機構、
４…一次関数，二次関数の各係数の測定装置、
４ａ…ステッピングモータ、４ｂ…駆動回路、
５…投光器、５２…レーザ光源、
５３…投光レンズ、５４…シリンドリカルレンズ、
６…受光器、６１…ミラー、６２…集束レンズ、
６３…ＰＳＤ、６４ａ，６４ｂ…プリアンプ，
６５ａ、６５ｂ…サンプルホールド回路、
６６…Ａ／Ｄ変換回路、
７…光学測定部、８…レール変位検出部、
８１…パルスジェネレータ回路、８２…ドライバ回路、
９…データ処理・制御装置、９１…ＭＰＵ、
９２…メモリ、９３…インタフェース、
９４…ディスプレイ、９５…キーボード、９６…バス、
９７…外部記憶装置（ＨＤＤ）、
９２ａ…受光位置算出プログラムと、
９２ｂ…レール移動測定プログラム、
９２ｃ…ＰＳＤ一次関数算出プログラム、
９２ｄ…ＰＳＤ二次関数算出プログラム、
９２ｅ…レール変位量算出プログラム、
９２ｆ…補正検出値算出プログラム、
９２ｇ…パラメータ領域、９２ｈ…作業領域。

Claims (4)

1. 軌道検測車に搭載され、レールに対して斜め上方に投光器および受光器を設けて前記投光器から帯状のレーザパルス光を前記レールに直行する方向に照射し、その反射光を前記受光器に設けられたＰＳＤ素子で受けて前記反射光の前記ＰＳＤ素子上の受光位置に応じた２つの検出信号を得てレール変位量に対応する検出値を算出するＰＳＤ素子の検出値の算出方法において、
   前記誤差のない論理的なＰＳＤ素子の検出値ｙと前記レールの変位量ｘとの間に成立する関数を一次関数式ｙ＝ｋｘ（ただし、ｋは係数）として原点を通る直線に対応させ、実際に用いているＰＳＤ素子の検出値ｙaと前記レールの変位量ｘとの間に成立する前記一次関数に対応する関数をｙa＝ａｘ＋ｂとして、
   既知の前記レールの変位量ｘに対する実測値ｙａとの関係から前記一次関数の各係数ａ，ｂを求め、さらに少なくとも３点のレール変位量ｘに対する検出値ｙａと前記ｙ＝ｋｘとからこれらの間の誤差ΔＹ（＝ｙ−ｙa）を二次関数ΔＹ＝ Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃとして既知の前記レールの変位量ｘに対する実測値ｙａとの関係からこの二次関数の各係数Ａ，Ｂ，Ｃを求めて、
   測定時におけるＰＳＤ素子の検出値ｙaからｙa＝ａｘ＋ｂの式に従うレール変位量ｘを求め、さらにこのレール変位量ｘから前記論理的な検出値ｙと前記ＰＳＤ素子の検出値ｙaとの誤差ΔＹをΔＹ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃにより得て前記ＰＳＤ素子の検出値ｙaをｙa＋ΔＹに補正するＰＳＤ素子の検出値の補正方法。
2. 前記ＰＳＤ素子上の受光位置が次の式から算出される請求項２記載のＰＳＤ素子の検出値の補正方法。
   ｙａ＝(ＶA−ＶB)／(ＶA＋ＶB)
   ただし、ＶA，ＶBは、前記ＰＳＤ素子の両端から得られるピークを持つ前記２つの検出信号についての電圧である。
3. 軌道検測車に搭載され、レールに対して斜め上方に投光器および受光器を設けて前記投光器から帯状のレーザパルス光を前記レールに直行する方向に照射し、その反射光を前記受光器に設けられたＰＳＤ素子で受けて前記反射光の前記ＰＳＤ素子上の受光位置に応じた２つの検出信号を得てレール変位量に対応する検出値を算出するレール変位量測定装置において、
   前記誤差のない論理的なＰＳＤ素子の検出値ｙと前記レールの変位量ｘとの間に成立する関数を一次関数式ｙ＝ｋｘ（ただし、ｋは係数）として原点を通る直線に対応させ、実際に用いているＰＳＤ素子の検出値ｙaと前記レールの変位量ｘとの間に成立する前記一次関数に対応する関数をｙa＝ａｘ＋ｂとして、
   既知の前記レールの変位量ｘに対する実測値ｙａとの関係から前記一次関数の各係数ａ，ｂを求め、さらに少なくとも３点のレール変位量ｘに対する検出値ｙａと前記ｙ＝ｋｘとからこれらの間の誤差ΔＹ（＝ｙ−ｙa）を二次関数ΔＹ＝ Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃとして既知の前記レールの変位量ｘに対する実測値ｙａとの関係からこの二次関数の各係数Ａ，Ｂ，Ｃを求めたこれらａ，ｂ，Ａ，Ｂ，Ｃを記憶するメモリと、
   前記実際に用いているＰＳＤ素子によりあるレールについて検出された検出値ｙａから前記関数ｙa＝ａｘ＋ｂに基づいてｘを求め、さらにｙｂ＝Ａｘ^２＋Ｂｘ＋Ｃ＋ｙａによりｙｂを求め、最後にｙｂ＝ｋｘに基づいて検出されるレール変位量ｘを求めるレール変位量測定装置。
4. 前記ＰＳＤ素子上の受光位置が次の式から算出される請求項３記載のレール変位量測定装置。
   ｙａ＝(ＶA−ＶB)／(ＶA＋ＶB)
   ただし、ＶA，ＶBは、前記ＰＳＤ素子の両端から得られるピークを持つ前記２つの検出信号についての電圧である。

Images